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Changements d'état de l'eau et liaisons hydrogène ; diagramme d'état (P, T)
Énergies massiques de changement d'état et capacités thermiques
Radioactivité, rayonnements α β γ, activité, demi-vie et loi de décroissance
Fission, fusion, défaut de masse et énergie libérée \(E=\Delta m\,c^2\)

Fiche résumé — Matière et transformations nucléaires

Chapitre 7 | Terminale STI2D — spécialité Physique-chimie et mathématiques | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Changements d'état & liaisons H

6 changements : fusion, solidification, vaporisation, liquéfaction, sublimation, condensation solide.

Eau : changer d'état = établir (solidif., liquéf.) ou rompre (fusion, vaporis.) des liaisons hydrogène.

Astuce : rompre les liaisons absorbe de l'énergie ; les établir en libère.

2. Diagramme d'état (P, T)

3 domaines : solide, liquide, gaz.
Courbes = changements d'état ; point triple (3 états) ; point critique (limite liq./gaz).

Piège : sous le point triple, solide → gaz directement (sublimation).

3. Énergies mises en jeu

Chauffage (sans changer d'état) :

\(Q=m\,c\,\Delta T\)

Changement d'état (T constante) :

\(Q=m\,L\)

\(c\) en J·kg⁻¹·K⁻¹, \(L\) en J·kg⁻¹, \(m\) en kg, \(Q\) en J.

4. Radioactivité α, β, γ

α : émet \(^{4}_{2}\text{He}\) — β⁻ : émet un électron \(^{\ 0}_{-1}\text{e}\) — γ : émet un photon.
Naturelle (nature) / artificielle (fabriquée).

Piège : équation nucléaire → conserver A et Z.

5. Activité & demi-vie

Activité = désintégrations/s, en becquerels (Bq).

\(N(t)=N_0\,e^{-t/\tau}\)

\(t_{1/2}=\tau\,\ln 2\)

Astuce : à chaque demi-vie, \(N\) est divisé par 2.

6. Fission & fusion

Fission : noyau lourd cassé (centrales).
Fusion : noyaux légers assemblés (étoiles, ITER).

Défaut de masse \(\Delta m=m_{réactifs}-m_{produits}\) :

\(E=\Delta m\,c^2\)

Exemple type

Désintégration α : \(^{238}_{\ 92}\text{U}\rightarrow{}^{234}_{\ 90}\text{Th}+{}^{4}_{2}\text{He}\) (\(238=234+4\), \(92=90+2\)).
Iode 131, \(t_{1/2}=8\) j : après 24 j (3 demi-vies) il reste \(N_0/8\).
Énergie : \(\Delta m=3{,}1\times10^{-29}\) kg → \(E=\Delta m\,c^2=3{,}1\times10^{-29}\times9{,}0\times10^{16}\approx2{,}8\times10^{-12}\ \text{J}\).